Базы данных Учитель информатики гимназии 1 г. Жуковского Московской области Ю.В.Пашковская. - презентация

1 Базы данных Учитель информатики гимназии 1 г. Жуковского Московской области Ю.В.Пашковская

2 Содержание: 1. Структура связей в базах данных. 2. Выделение списков в сложных структурах. 3. Реляционные базы данных. 4. Нормализация баз данных.

3 Структуры баз данных 1. Линейная, или список – самая простая структура. Она представляет собой набор не связанных между собой однотипных элементов, собранных по какому-либо признаку. 2. Иерархическая, или многоуровневый список, или дерево: каждый элемент нижнего уровня связан с одним элементом верхнего. 3. Сетевая – набор узлов, в котором каждый может быть связан с каждым.

4 Выделение списков в сложных структурах 1. Иерархическая: Горизонтальные списки

5 Выделение списков в сложных структурах 1. Иерархическая: Вертикальный список Список связей всех элементов нижнего уровня с корнем дерева

6 Иерархическая структура Вертикальный список: Горизонтальные списки:

7 Выделение списков в сложных структурах 2. Сетевая: Горизонтальные списки 1 2

8 Выделение списков в сложных структурах 2. Сетевая: Вертикальный список

9 Сетевая структура Горизонтальные списки: Вертикальный список:

10 Реляционные базы данных Списки удобнее всего представлять в виде таблиц. База данных, представленная в виде набора связанных между собой простых таблиц, называется реляционной. Строки в таблицах называются записями, а столбцы – полями. Записи описывают элементы списка, или объекты, а поля – их характеристики, или атрибуты. Реляционная база данных является универсальной.

11 Атрибуты параметры признаки свойства Числовые характеристики Качественные характеристики Наличие способностей объекта, приводящих к некоторому результату рост вес размер полЦвет глаз теплопроводность Атрибуты

12 Таблицы 1.Количество полей определяется разработчиком и не может изменяться пользователем. 2.Любое поле должно иметь уникальное имя. 3.Поля могут иметь различный тип: Текстовый – строка символов (длиной до 255 символов) Числовой: вещественное число (с дробной частью) целое число денежная сумма дата, время, дата и время логическое поле (истина или ложь, да или нет) многострочный текст (МЕМО) - примечания рисунок, звук или другой объект (объект OLE) 4.Поля могут быть обязательными для заполнения или нет. 5. В каждой таблице должен быть ключ. Ключ – это поле (или комбинация полей), которое однозначно определяет запись. Чаще всего в качестве ключа берут порядковый номер записи.

13 Аномалии модификации данных При неправильно спроектированной схеме реляционной БД могут возникнуть аномалии выполнения операций модификации данных. аномалии обновлениядобавленияудаления

14 Аномалии обновления Такие аномалии могут возникнуть в том случае, когда информация дублируется. Например, если пользователями базы решено заменить русское название отряда Хищные на латинское – Carnivora, то вносить исправления придётся во все записи, где встречается это название, иначе данные станут противоречивы.

15 Аномалии добавления Такие аномалии возникают в сетевой структуре, когда в качестве атрибута в вертикальном списке берётся атрибут (-ы) какого-либо объекта из горизонтального списка. Например, если в БД «Спортсмены» ввести новую запись, то возникнет противоречие: код секции не соответствует её названию. Горизонтальный список «Спортивные секции»

16 Аномалии удаления Причина аномалий удаления та же, что и у аномалий добавления: в сетевой структуре в качестве атрибута в вертикальном списке берётся атрибут (-ы) какого-либо объекта из горизонтального списка. Например, если все спортсмены из секции Плавание решат уйти из спорта, то из базы данных исчезнет и вся информация об этой секции. Горизонтальный список «Спортивные секции»

17 Нормализация Чтобы избавиться от всевозможных аномалий при работе с информацией, проводят нормализацию базы данных. Нормализация – это процедура, которая позволяет устранить дублирование и потенциальную противоречивость хранимых данных.

18 Нормализация 1. Избавление от повторов в таблицах РодСемействоОтряд 1Волк11 2Шакал11 3Енотовидная собака11 4Медведь бурый21 5Медведь белый21 6Медведь гималайский21 Ключи горизонтальных списков Связи между списками

19 Нормализация 1. Избавление от повторов в таблицах Ключи горизонтальных списков Связи между списками

20 2. Любое поле должно быть неделимым Фамилия и имя Иванов Петр Петров Иван … ФамилияИмя ИвановПетр ПетровИван …… 3. Не должно быть полей, которые могут быть найдены с помощью остальных КодТовар Цена за тонну Кол-во, тоннСтоимость 1Бананы Киви … Дополнительные требования к нормализованной базе данных

21 4. Не должно быть полей, которые обозначают различные виды одного и того же. Фамилия 1Иванов И.И. 2Петров П.П. 3Сидоров С.С.

22 Алгоритм нормализации: 1. Определение классов объектов, входящих в её состав. 2. Замена связи «1 – 1» объединённым списком, в котором объект одного класса выступает в качестве атрибута для объекта другого класса. 3. Определение структуры связи между классами. 4. Замена каждой сложной структуры на вертикальный и горизонтальные списки с указанием связей по ключевым полям. 5. Внесение дополнительных атрибутов для каждого класса объектов – в зависимости от степени детализации объектов. 6. Обеспечение требования неделимости полей – в зависимости от целей, стоящих перед будущими пользователями базой данных. 7. Исключение вычисляемых полей.

23 Пример для демонстрации нормализации Два автора в одном поле Дублирование информации Дублирование информации

24 Классы, связанные соотношением 1-1: Все поля, за исключением поля автор. Книги

25 Выделяем повторы в отдельные списки: Связь

26 Приведение к нормальной форме

27 Структура связей: